[发明专利]外延向上生长方法和器件无效

申请号：	94117839.0	申请日：	1994-11-29
公开（公告）号：	CN1112731A	公开（公告）日：	1995-11-29
发明（设计）人：	唐纳德·L·普拉姆汤	申请（专利权）人：	德克萨斯仪器股份有限公司
主分类号：	H01L29/78	分类号：	H01L29/78;H01L21/265
代理公司：	上海专利商标事务所	代理人：	陈亮
地址：	美国德***	国省代码：	暂无信息
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摘要：
搜索关键词：	外延向上生长方法器件
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【说明书】：

这是93/04/30所提出专利申请流水号第08/056004号部分的继续申请。以下诸专利申请包含有涉及本专利的主题，并转让予本专利申请的受让人：92/04/30提出的美国专利申请流水号07/876，252;93/03/24提出的08/036，584;93/04/30提出的08/056，682;93/04/30提出的08/055，421;93/04/30提出的08/056，681;以及同时提出的专利申请流水号第_。

本发明涉及电子半导体器件和电路，尤其涉及到外延向上生长的制造方法和由此制造的器件。

各种半导体工艺流程均含有在衬底上形成外延层。这样一些外延层可以提供掺杂浓度的改变，较衬底更佳的晶体，甚或改变材料，诸如异质结器件用砷化镓（GaAs）衬底上的铝镓砷化物（Al_XG_1-xAs）外延层。在｛100｝取向的GaAs衬底上由金属有机化学气相沉积（MOCVD）的外延层生长，当在｛100｝方向倾斜2°时可获得较为光滑的表面，而工业标准GaAs园片具有这样一种取向倾斜。这种倾斜提供一略呈平台状的表面（平台宽度为100-200数量级），后者显然使光滑的外延层生长得以确保。

某些工艺流程包含有非平面结构的外延向上生长，特别是硅双极晶体管工艺常具有通过掺杂区外延向上生长形成的隐埋层，而此掺杂区则借助氧化推进操作下陷的衬底表面之下。但更为重要的是，异质结双极晶体管（HBT）和自对准结构（SAS）激光器可在GaAs的台阶上用外延生长加以制造，参见Plamton等的“用MOCVD向上生长制造具有渐变基极的平面AlGaAs/GaAs HBT”，37IEEETrans.Elec，Dev，118（1990）（在P-GaAs基极台面上生长HBT的n-Al_xGal-xAs发射极），和Noda等的“GaAs/AlAs超晶格缓冲层对GaAs/AlGaAs自对准结构激光器用选择区再生长的影响”，47Appl.Phys.Lett.1205（1985）（在SAS激光器用n^-GaAs反制导台面上分子束外延生长P-AlxGal-xAs）。然而，这样一种在台阶结构上的外延向上生长遇到包括为增进器件性能而寻找生长条件在内的一些问题。

本发明提供隐埋的掺杂区（诸如VFET的栅结构），方法是借助局部断开结构（诸如栅指和连接导轨）的外延向上生长来隐埋该区，接着借助掺杂将这些局部断开的结构连接在一起。这使侧向生长的晶面取向改变以便重新引导缺陷的蔓延。

为清楚起见简介如下诸示意图。

图1a-c为第一最佳实施例中垂直场效应晶体管的透视图，上剖面图和平面图。

图2a-c示出第一最佳实施例的电学特性和性能。

图3a-d说明第一最佳实施例的应用。

图4a-m示出第一最佳实施例的制造方法。

图5a-c为半导体衬底的平面图，说明第一最佳实施例制造方法的一个步骤。

图6a-b表示有取向的衬底和外延生长。

图7以剖面图说明第二最佳实施例。

图8a-b示出第二最佳实施例的等电位线。

图9a-b表示第二最佳实施例的电学特性。

图10为第三最佳实施例的上剖面图。